Китайская компания Dnsys представила новый интеллектуальный экзоскелет X1, разработанный по образу и подобию аналогов от Hypershell. Новости компании.
Экзоскелеты в здравоохранении: настоящее и будущее
Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. Студент факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО Алексей Ледюков создал экзоскелет, который в перспективе сможет поднимать до 80 килограммов. Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. В основе системы TALOS лежит бронированный экзоскелет, который не только защищает солдата от попадания в него пуль и осколков, но также позволяет ему легко и свободно передвигаться по полю боя со снаряжением массой до 45 килограммов. В видеоролике рассказывается о механике восстановления с помощью экзоскелетов, биомеханике движения, как это происходит и почему вообще это возможно, что такое пассивный и активный экзоскелет, как они устроены.
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали лёгкий экзоскелет верхних конечностей, который снабжает человека дополнительным слоем "мышц". Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали лёгкий экзоскелет верхних конечностей, который снабжает человека дополнительным слоем "мышц". Экзоскелеты. Экзоскелет - это мобильная, носимая, роботизированная, электрифицированная или механизированная структура, разработанная для дополнения физических возможностей пользователя. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет. Новости компании.
Экзоскелет для инвалидов
Такие прототипы, как правило, есть только у современных многопрофильных больниц. Пока одни производители помогают встать на ноги больным, другие хотят протянуть руку помощи здоровым. Гибрид человека и машины, созданный учеными в мастерской, изначально задумывался как измерительное устройство, проще говоря, шагомер. С его помощью ученые будут сравнивать походки здоровых и больных людей. На основании этих данных шаг за шагом выведут формулу идеальной походки. Вибромоторы добавим, будут препятствовать человеку совершать неправильные действия", — сообщил руководитель проекта Илья Таратонов. Это позволит здоровым ходить правильно и беречь позвоночник, а больным найти свой путь к выздоровлению. Искусственно выеденная траектория шага для пациентов с диагнозом ДЦП станет основой их реабилитации. Впрочем, универсальный экзоскелет можно будет использовать не только в медицине, но и, к примеру, на производстве.
На пульте управления расположены кнопки для активации шагов и установки темпа: быстрая ходьба, медленная ходьба, подъем по ступенькам, остановка и т. Экзоскелеты для военных Возможно, в ближайшем будущем мы увидим серийную версию экзоскелета, которая превращает солдата в персонажа из вселенной Marvel. Однако в настоящее время разрабатываются экзоскелеты для военных, которые призваны снизить уровень нагрузки при передвижении на длительные дистанции с высокой нагрузкой. Фото: lockheedmartin. Новый экзоскелет для нижней части тела ONYX продемонстрировал способность повышать мобильность и снижать утомляемость пользователей.
Уменьшая усилия при ходьбе и лазании, устройство увеличивает возможности солдат и служб быстрого реагирования в перемещении и переносе оборудования, необходимого для выполнения задач». Экзоскелеты для поднятия тяжестей Источник: germanbionic. Трендом последних лет стала разработка экзоскелетов для поднятия тяжестей. Это обширная категория устройств, которая призвана облегчить условия труда для людей, которые постоянно поднимают, перемещают и держат тяжелые предметы. В зависимости от типа активный, пассивный и от способа ношения, такие экзоскелеты могут снижать уровень усталости при монотонной работе или позволять одному рабочему поднимать грузы весом до 90 кг.
Экзоскелеты для поднятия тяжестей применяются в следующих областях, включая уже перечисленные в статье: - Производство всех отраслей Перемещение грузов на предприятиях всех отраслей, погрузка и разгрузка транспорта.
Многие до сих пор не очень представляют себе, что костюм, позволяющий человеку двигаться почти без усилий, способный поставить на ноги даже парализованного, может существовать уже сегодня. Но не торопитесь отмахиваться, именно о таком костюме и пойдет речь в этой статье. Что такое экзоскелет Да, экзоскелет — это своеобразный «костюм» или устройство, которое способно увеличивать физические возможности человека, за счет особого строения каркаса. Приставка «экзо» в переводе с латыни означает внешний, то есть внешний скелет.
Устройство разработано таким образом, что способно полностью повторять биомеханику человека и пропорционально увеличивать его физические показатели. Подробнее об одной из отечественных моделей рассказывается в статье «Экзоскелет «Ратник-3» — будущее пехоты армии РФ». История создания экзоскелетов В середине 20 века велась разработка экзоскелетов сразу в нескольких странах одновременно. Одними из первых, кто добился в этом успеха стала компания General Electric из Америке, а устройство получило название Hardiman. Конструкция была чрезвычайно объемной, громоздкой и охватывало все тело. Основное назначение Хардимана — помогать пользователю поднимать и переносить большие тяжести.
Принимая во внимание то, как устроен экзоскелет от Дженерал Электрик примерно в тоже время 60-70-е года 20 века были разработаны экзоскелеты медицинского назначения: в институте Михайло Пупина в Сербии и в Университете Висконсин-Мэдисон в США. Однако в серийное производство технология была запущена только в начале двухтысячных и одной из первых моделей, помогающей восстанавливать двигательные функции человека был Lokomat.
Известно, что в «Ратнике-3» присутствует активный экзоскелет. Ориентировочный срок поставок экипировки «Ратник-3» — 2025 год. Hybrid Assistive Limb Другой возможной областью применения экзоскелетов является помощь травмированным людям и людям с инвалидностью , парализованным людям, пожилым людям, которые имеют проблемы с опорно-двигательным аппаратом из-за старческой немощи или других болезней. Некоторые экзоскелеты Hybrid Assistive Limb , Honda Walking Assist Device, ReWalk позиционируются как устройства для людей с проблемами опорно-двигательного аппарата [12]. Honda Walking Assist Device был произведен компанией Honda в трёх размерах — малый, средний масса 2,8 кг , большой.
Разработкой российского экзоскелета под названием Экзоатлет занимается команда учёных из проекта ExoAtlet, первого российского медицинского экзоскелета для реабилитации, социальной адаптации и интеграции людей с нарушением локомоторных функций нижних конечностей. Как заявляют разработчики, такой экзоскелет подойдет не только людям с травмой спинного мозга, но и с последствиями инсульта. В настоящее время создано несколько действующих прототипов изделия. Последняя модификация, ExoAtlet Albert, управляется с костылей и позволяет человеку самостоятельно ходить, садиться, вставать. Со слов руководителей проекта, первые продажи начнутся в 2016 году. Директором компании является Homayoon Kazerooni. Разработан для людей с нарушением опорно-двигательной системы , а именно для людей, которые не могут ходить самостоятельно.
Имеет регулируемые размеры и может настраиваться под пользователей разного телосложения и роста. PHOENIX оснащен набедренными двигателями, которые приводят в действие коленные суставы экзоскелета, позволяя свободно передвигаться. Он спроектирован таким образом, что оператор не чувствует его веса и находится на нем. При столкновении с препятствием экзоскелет компенсирует удар не перенося его на владельца. Экзоскелет при переломе нижней челюсти[ править править код ] Экзоскелет нижней челюсти. Данное устройство [15] впервые предоставляет пациенту не только двигательную активность нижней челюсти, но и компенсирует патологические силы, возникающие вследствие использования аппарата внешней фиксации отломков костей [16] [17]. Экзоскелет нижней челюсти на YouTube Экзоскелеты для МЧС[ править править код ] Модификации экзоскелетов, а также отдельные их модели, могут оказывать значительную помощь спасателям при разборах завалов рухнувших зданий.
При этом экзоскелет может защитить спасателя от падения обломков.
Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее
В реальности современные учёные предпочитают литий-полимерные аккумуляторы — ничего лучше пока не изобрели. Но при решении старых проблем возникают новые. Создание экзоскелета отягощено разнообразными трудностями — и главная из них заключается в синхронизации подсистем: не так-то просто настроить слаженную работу всех программ, обеспечивающих симбиоз механики с человеческим организмом. Предполагается, что, пройдя необходимое обучение и прочие этапы подготовки, оператор сможет управлять экзоскелетом бессознательно, на уровне рефлексов. Успешный прототип должен чутко реагировать на все импульсы, исполняя команды в точности и без задержек. Калибровка датчиков движения, работа с контроллерами, передача экзоскелету сигналов от нервных окончаний — это словно попытка объединить два мира в третий, не нарушив их целостности и научив гармонично сосуществовать. В фильме Нила Бломкампа «Элизиум: Рай не на Земле» 2013 проблему синхронизации решали путём прямого подключения экзоскелета к нервной системе человека — для этого нужна была многоступенчатая и болезненная хирургическая операция. Для реального мира такой вариант чересчур радикален — вместо этого повышают чувствительность кожных сенсоров. Модель Phoenix от итальянской компании MES Другая проблема разработки экзоскелетов — высокая себестоимость итогового продукта. На разработку одного прототипа уходит 5—7 лет, а потоковое производство редко достигает масштабов хотя бы тысячи экземпляров. Покупка экзоскелетов остаётся прерогативой крупных компаний, военных и медицинских учреждений — обычному потребителю такая роскошь не по карману.
Как правило, операторы оказываются пользователями, но не владельцами своих роботизированных костюмов. Наконец, ещё одна трудность складывается из предыдущих — и усугубляется традицией государственной тайны: из-за того, что прототипов мало и они редко доступны для изучения, разработчикам из разных уголков планеты приходится снова и снова решать одни и те же проблемы. Мало кому удаётся использовать чужие наработки и применять уже полученный научным сообществом опыт. Курируемые военными проекты в большинстве своём засекречены — возможно, даже о первом в мире экзоскелете мир узнал лишь благодаря его абсолютной практической бесполезности. Но учёные и не думают сдаваться. Помимо применения в военных, космических и медицинских целях, экзоскелеты способны облегчить жизнь представителям самых разных профессий. Например, они пригодятся стоматологам, электрикам, кинооператорам и художникам — то есть всем, кому приходится ежедневно длительное время держать руки на весу. Не говоря уже о спасателях и врачах, от чьей силы и выносливости напрямую зависят человеческие жизни. А в начале 2019 года к ним присоединилась и Toyota, заказав партию экзоскелетов у американской компании Levitate Technologies: эта модель проста в использовании и не ограничивает свободу движений. Систему тросов и пружин используют для облегчения нагрузки при работе с поднятыми над головой руками: активируясь, система работает как противовес, придавая движениям плавность.
По словам производителей, у рабочих, опробовавших их модели, стали меньше болеть плечи и спина. Созданием вспомогательных экзоскелетов занялись и в Южной Корее: прототипы предназначены для рабочих на верфи, которым ежедневно приходится поднимать тяжёлые грузы. Спроектированный Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering экзоскелет рассчитан на три часа автономной работы и может поднимать предметы весом до 30 килограммов, позволяя передвигаться в нормальном темпе. Если раньше экзоскелеты разрабатывали для военных и медиков, то подъём грузов — это уже вполне повседневная задача, а если технологию стараются приспособить к быту — тут уже недалеко и до её применения в индустрии развлечений. Подобное расширение специализации, переход от острой необходимости к применению по желанию и постепенное внедрение экзоскелетов в различные отрасли дают надежду на то, что скоро они распространятся и в повседневной жизни. В усиливающем экзоскелете даже закручивать лампочки станет гораздо интереснее.
А ещё эластипед стал прототипом экзоскелета, который помогает ходить людям с травмами, болезнями опорно-двигательного аппарата, нервной системы. Московские клиники и реабилитационные центры получили 20 таких устройств, разработанных российской компанией. Они называются ExoAtlet I. Что такое «экзоскелет» Первая часть этого слова — «экзо» — обозначает «находящийся снаружи, вне чего-либо». Экзоскелет и правда напоминает скелет. Каркас с датчиками крепится к ногам, на ручках костылей — кнопки управления. За спиной — компьютер с системой управления и аккумуляторы, которых хватает не менее чем на четыре часа ходьбы. Но в зависимости от сочетания разных факторов например, веса и роста пилота экзоскелет может шагать до восьми часов без подзарядки. Модель российского аппарата подходит для пациентов ростом 160—190 сантиметров, весом до 100 килограммов и размером ноги от 36-го до 45-го. Сам аппарат, каркас которого сделан из алюминия, весит 23 килограмма. Но пациент его не чувствует, потому что устройство несёт и себя, и пользователя. Разработчики планируют изменить конструкцию, и следующая версия экзоскелета станет легче на восемь килограммов. Зачем нужен экзоскелет Подобные экзоскелеты используют для спасательных операций, в медицине. В первом случае они помогают разбирать завалы и защищать спасателей от обломков, во втором — служат для реабилитации людей с ограниченными возможностями. Это могут быть пациенты с локомоторными двигательными нарушениями функций ног из-за травм, операций, заболеваний опорно-двигательного аппарата или нервной системы. С экзоскелетом больной получает возможность вставать, садиться, ходить, подниматься и спускаться по лестницам без посторонней помощи. У людей, которые раньше не могли сами стоять в полный рост, после тренировок нормализуется артериальное давление, увеличивается объём лёгких, предотвращается дегенерация мышц и костей, повышается подвижность суставов.
Кстати, экзоскелет, в котором доктор Рипли боролась с Чужим, в реальности бы тоже рухнул вперёд: геометрия скелета нарушена, у него слишком тяжелые руки, и доктор не имела никаких шансов даже просто устоять на месте, а не то чтобы бороться с Чужим. Медицинские экзоскелеты - У отца больные ноги, и я часто бываю в тверских больницах и повидал реальности. Так вот: реальность такова, что люди с больными ногами вынуждены передвигаться элементарно без костылей. Тем более у них нет денег на экзоскелет. Он стоит 3,5 миллиона. Даже если обычный житель Тверской области все свои квартиры продаст и почку, ему ни за что не купить экзоскелет. Эта реальность поставила нас перед фактом, что доступные экзоскелеты нужны. Технологии должны служить людям, а не люди должны служить, чтобы купить технологии. Свои первые прототипы медицинского экзоскелета Леонид презентовал еще в Институте. На круглом столе изобретателя обещали посадить за незаконную медицинскую деятельность. Медицинский экзоскелет стал третьей моделью, которую изобрёл Леонид. Чтобы снизить вес конструкции, её делали из углепластика. А углепластик — из подручных материалов прямо в общежитии. Я решил попробовать сделать сам из углеткани и эпоксидки. Получился дешевый полимер прочнее стали, но легкий. Мы, конечно, загадили всю комнату в общежитии, но это того стоило. Углепластик активно используют, например, в космической отрасли. С тех пор я делают его сам. Медицинский экзоскелет управляется наклоном с помощью встроенного гироскопа устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела.
ExoAtlet ЭкзоАтлет - моторизированный экзоскелетный костюм костюм экзоскелет , обеспечивающий прямохождение людям, страдающим параличом нижних конечностей. Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. Данный экзоскелет предназначен для пициентов: с последствиями инсульта рассеяным склерозом ДЦП Используемый в современной медицине экзоскелет для неходячих предназначен для реабилитации людей с ограниченными физическими возможностями в результате перенесенных травм спинного мозга и неудачных операций на позвоночнике. Медицинские экзоскелеты это большой шаг в медицине и науке. Купить экзоскелет недорого сегодня есть такая возможность! Представляем вам обзор экзоскелета ExoAtlet российского производства. Экзоскелеты могут применяться в рамках программы реабилитации, как в самих реабилитационных центрах, так и в домашних условиях при соответствующем медицинском контроле. Вниманию реабилитационных центров и медицинских клиник с реабилитационными отделениями! C 1 января 2021 года в Стандарты оснащения включены Экзоскелеты для реабилитации пациентов, реабилитационные центры и отделения реабилитации в обязательном порядке должны быть дооснащены экзоскелетами! Вниманию пациентов, которые хотели бы использовать экзоскелет в личных целях в домашних условиях! Возможность использования экзоскелета для каждого пациента определяется в индивидуальном порядке, с учетом истории заболевания и текущего состояния.
Экзоскелеты – доспехи будущего
Экзоскелет (в переводе с латыни «внешний скелет») – техническое устройство, которое способно увеличивать физические способности человека благодаря каркасу. Сообщить новость. Новости. Экзоскелет ProEXO разработан для оптимизации процессов на производстве и позволяет выполнять широкий перечень операций, повышая до двух раз производительность труда в компаниях, где используется физический труд.
В этом году российские военные получат первый серийный армейский экзоскелет
Экзоскелет Cray X внешне напоминает рюкзак, который крепится на спине сотрудника, тем самым облегчая нагрузку на поясницу и бедра во время подъема груза или при длительной ходьбе. Два двигателя, управляемые интеллектуальным программным обеспечением, тянут владельца вверх за плечи, что позволяет перераспределить нагрузку со спины и поясницы. Устройство может компенсировать до 30 кг веса и снизить общую утомляемость работника. Поскольку Cray X плотно прилегает к телу и закреплен на бедрах, он немного ограничивает подвижность владельца. При разгрузке посылок сотрудники находятся в одном помещении, поэтому экзоскелет отлично подойдет для работы подобного рода, но он менее удобен там, где необходимо преодолевать большие расстояния. Бьорн Шель Главный операционный директор DPD Germany Что есть на российском рынке О том, что такое экзоскелет, как он работает и чем может быть полезен российским предприятиям, мы поговорили с Виктором Смольским, руководителем отдела по охране труда компании Ingka Centres, и Анатолием Маевским, заместителем коммерческого директора Exorise. О востребованности на рынке и об опыте пользования Экзоскелеты помогают защитить сотрудников от перегрузок, создавая более безопасные и комфортные условия работы, поэтому на российских предприятиях они, безусловно, будут востребованы. В 2020 году у компании Ingka Centres был небольшой опыт пользования экзоскелетами — для тестирования была закуплена ограниченная партия сертифицированных на территории России устройств. На тот момент это были механические носимые скелеты с ремнями и без «умных» технологий и использования ИИ. Они помогали работнику соблюдать правильное положение спины при подъеме грузов, искусственно выравнивая тело в правильное положение и снижая нагрузку со спины.
Добровольцы в течение нескольких недель использовали экзоскелеты в работе — кто-то остался доволен, кому-то они показались неудобными. При работе в нестандартных положениях тела экзоскелеты порой даже мешали: не позволяли дотянуться до предметов на складе, из-за чего приходилось их отстегивать и выполнять работу без носимых на теле устройств. Про высокую стоимость экзоскелетов и отсутствие конкуренции на российском рынке В настоящее время немногие российские компании повсеместно используют экзоскелеты на своих производственных площадках и складских помещениях. Когда мы пару лет назад покупали подобные силовые костюмы, за каждый отдали около 80 000 рублей — это достаточно высокая стоимость, хотя это был стандартный силовой костюм с ремнями, без «умных» технологий, без датчиков, без аналитической системы. Важно понимать, что не каждая компания готова выделить такие деньги. На российском рынке еще не развита полноценная конкуренция, поскольку экзоскелет можно применять в работе только при наличии сертификата, действующего на территории России, но процесс сертификации не такой быстрый и дешевый, как хотелось бы участникам рынка. Средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата. Экзоскелеты промышленные. Термины и определения».
Соответственно, будет упрощен порядок внедрения носимых СИЗ на отечественные производства. Кроме того, высокая стоимость экзоскелетов препятствует их широкому распространению. В ряде стран уже функционируют полностью автоматизированные склады, но в наших реалиях это экономически невыгодно для большинства отраслей и компаний. Бизнес готов вкладывать деньги туда, что приносит явную и быструю прибыль. Например, если бы один работник в экзоскелете выполнял работу 3-х без экзоскелетов, и при этом носимое устройство стоило адекватных денег, то распространение было бы более быстрым и повсеместным. Перспективы дальнейшего внедрения на отечественный рынок У экзоскелетов, безусловно, есть перспективы развития на российском рынке. Развитие сферы охраны труда будет продолжаться, и через какое-то время экзоскелет станет обыденным СИЗ, как перчатки или каски, которые сейчас используют на строительных площадках. Кроме того, очень немногие работодатели в России знают, что инвестиции в охрану труда улучшают имидж работодателя в глазах работников, а, значит, способствуют успешности бизнеса. Это происходит за счет того, что снижается количество несчастных случаев, а значит, меньше штрафов, меньше потерь времени на расследования и связанные с этим простои, меньше судебных расходов по искам, меньше затрат на рекрутмент, поскольку сотрудники реже увольняются, соответственно, меньше потерь при ошибках новых и перегруженных работников, если они замещают уволившихся или тех, кто находится на больничном.
Виктор Смольский руководитель отдела охраны труда Группы компаний Ingka ИКЕА в России Экзоскелеты Exorise: «Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен» Наша история началась в 2018 году, в то время у нас была компания в Магнитогорске, где мы занимались различными решениями для металлургического комбината. Однажды на том комбинате мы выявили проблему, связанную как раз с опорно-двигательным аппаратом. Дверевой коксовых батарей — очень сложная и трудоемкая работа, при которой на организм идет повышенная нагрузка. Короткий стаж, высокая текучка кадров — долго на такой должности продержаться сложно.
Он назывался Hardiman и мог поднимать 110 кг с усилием, применяемом при подъёме 4,5 кг. Однако из-за большого веса 680 килограмм он был непрактичным. Но именно с этого момента берет свое начало создание промышленных экзоскелетов. Сегодня экзоскелеты применяют в различных областях: они облегчают реабилитацию больных после травм позволяют восстанавливать утраченные функции организма, такие как ходьба ; с их помощью спасатели и пожарные эвакуируют и переносят людей с места происшествия, поднимают тяжелое оборудование по лестничным пролетам; дайверы получают возможность работать на больших глубинах и т. Экзоскелеты также высоко востребованы в промышленности, особенно на производствах, где работа сопряжена с трудоемкими процессами, связанными с поднятием тяжестей, работой в неудобных положениях. Нагрузки на производстве иногда доходят до критических. Использование экзоскелетов позволяет их снизить, сберечь здоровье работников, занимающихся тяжелым физическим трудом, снизить утомляемость, избежать производственных травм и развития профзаболеваний. Мы рассмотрим три основные. Увеличение производительности труда сотрудников и эффективности всего производства в целом. Устройство позволяет человеку выполнять сложные технологические операции быстрее, при этом затрачивать меньше усилий. Приведем простой пример: обычно установкой на трубопровод задвижки весом 52 кг на высоте 1,2 — 1,3 метра занимаются три человека. Выполнение данной операции занимает у них 3 мин 24 с. Один работник в экзоскелете способен сделать ту же работу за 3 мин 48 сек почти то же время. Следовательно, остальные два человека в этот момент могут выполнять другую работу. Это наглядно показывает, что использование экзоскелетов помогает высвобождать человеческие ресурсы, повышать эффективность и производительность работников. Снижение количества травм на производстве. Неожиданная судорога, усталость — все это может привести к тому, что работник уронит тяжелый предмет и получит травму. Экзоскелет помогает избежать подобных ситуаций. Снижение риска возникновения профессиональных заболеваний. Из-за постоянных физических нагрузок на производстве в том числе переноса тяжелых предметов, постоянной работы с поднятыми руками и т. Благодаря экзоскелету уровень нагрузки на тело человека при выполнении указанных манипуляций значительно снижается, что позволяет свести к минимуму вероятность возникновения профессиональных заболеваний. Немного статистики «Несмотря на стремительную автоматизацию производства, ручной труд в промышленности все еще играет огромную роль. Согласно данным Росстата, сейчас в России на тяжелых физических операциях задействовано около 5 миллионов человек. При этом вредные или опасные условия труда наносят колоссальный ущерб как здоровью людей, так и бизнесу: по данным ВНИИ Труда, только в 2018 году компании выплатили сотрудникам в качестве компенсации более 116 миллиардов рублей. Вместе с издержками из-за потерь рабочего времени, выплат по страховым случаям и досрочным пенсиям годовой ущерб экономике достиг 1,67 триллионов рублей». Все приведенные выше факты подтверждают важность данных устройств на современных предприятиях.
И да и нет. Потому что, как только мы разобрались с необходимостью тратить чрезмерно много времени на бытовые и монотонные задачи, мы хотели добиться большего в рамках человеческого организма — бегать дальше, быть сильнее и выносливее, чем самый тренированный человек на планете. Претворению этих мечтаний и планов в жизнь сейчас посвящена целая отрасль разработки экзоскелетов... Кажется, костюм Железного человека, который еще в XX веке оставался лишь смелой мечтой и фантазией авторов комиксов, наконец превратился в смелую реальность. Хотя диапазон возможного применения экзоскелетов довольно широк, конечно, по старой доброй традиции новые технологии создаются с уклоном на их использование в военной сфере. Солдаты будущего, оснащенные мощными костюмами, смогут поднимать тяжелые орудия без дополнительной помощи и вытаскивать раненых солдат с поля боя. При этом экзоскелет выглядит как костюм в броне — невосприимчивым к огню, яду, газам и пулям. И все это — без потери маневренности и без осложнения передвижения все же носить на себе специальный костюм должно быть нелегко, привет доспехам! Впрочем, чтобы существующие сейчас экзоскелеты дошли до такого идеально сбалансированного состояния, на разработку должно быть потрачено еще немало лет и не меньше бюджета. Но военный экзоскелет — это не единственный возможный экзоскелет. Также сейчас есть экзоскелеты для инвалидов, грузчиков, экзоскелет для определенных частей тела, например для ног. Помимо различения по области применения, принято также выделять экзоскелеты по способу управления управляемые и управляющие , а также по приводу: электрические, пневматические, гидравлические, с двигателем внутреннего сгорания и другие. Автор книги «Паровой человек прерий» Эдвард Сильвестр Эллис, разумеется, представил совершенно невообразимую на то время идею, о которой ранее, возможно, никто никогда и не задумывался. Чтобы человек всерьез начал размышлять о создании первого прототипа современного экзоскелета, с момента выхода книги Эллиса должно было пройти еще около 30 лет. Именно 1890-х годах Николай Янг — российский инженер и конструктор, живший в Америке, запатентовал около десятка собственных чертежей и идей своеобразных приспособлений, которым можно было бы дать название «механический экзоскелет», ориентированных на военную сферу применения. Его проекты, будь они реализованы, должны были помогать солдатам ходить, бегать и прыгать с большей скоростью и легкостью. Также можно было бы использовать их для поднятия тяжестей. Впрочем, разработки Янга в области первых костюмов Железного человека так и не увидели свет, а сам инженер скорее известен изобретением автоматического механизма, подающего воду в паровые котлы, — так называемого «Друга кочегара». Однако идею создать экзоскелет будущего, дающий своему хозяину сверхспособности не за счет каких-то магических и мистических свойств, а исключительно силой технологий, ученые и инженеры не забросили. Слишком уж заманчиво она звучала, и особенно в период расцвета технологического бума в середине XX века, который спустя десятилетия подарил нам смартфоны и роботы-пылесосы. Конечно, первые сигналы по-прежнему приходили из области культуры человеку свойственно проверять живучесть своих теории абстрактно.
Различные типы экзоскелетов защищают и усиливают 4 основных отдела человеческого тела: ноги, руки, коленные суставы, спину. Каждая система может работать самостоятельно, а может быть элементом большой конструкции. Например, видеооператоры используют пару — пассивный экзоскелет для спины и рук. Фото: tilta. Экзоскелеты уменьшают нагрузку на мышцы работников и предотвращают производственный травматизм. Экзоскелеты для применения в строительстве Строители часто работают в статичных и неудобных положениях. Например, на весу или держа над головой тяжелый инструмент перфоратор, болгарку, другое. Для облегчения рабочего процесса и уменьшения риска получения травмы служат экзоскелеты для спины и рук, они становятся незаменимым снаряжением строителя. Экзоскелеты для ходьбы и бега Этот вид экзоскелетов может быть востребован у военных, курьеров, почтальонов. Системы служат для облегчения движения и уменьшения усталости человека.
Передовые экзоскелеты: восстановление моторных функций с помощью новейших технологий
Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем. В основе системы TALOS лежит бронированный экзоскелет, который не только защищает солдата от попадания в него пуль и осколков, но также позволяет ему легко и свободно передвигаться по полю боя со снаряжением массой до 45 килограммов. Подходит такой экзоскелет и для пациентов с ДЦП, когда нужно заставлять работать центральную и периферическую нервную систему в синергии, что нарушено у таких пациентов с рождения. бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет.
Что такое экзоскелет и как он работает?
ExoAtlet ЭкзоАтлет - моторизированный экзоскелетный костюм костюм экзоскелет , обеспечивающий прямохождение людям, страдающим параличом нижних конечностей. Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. Данный экзоскелет предназначен для пициентов: с последствиями инсульта рассеяным склерозом ДЦП Используемый в современной медицине экзоскелет для неходячих предназначен для реабилитации людей с ограниченными физическими возможностями в результате перенесенных травм спинного мозга и неудачных операций на позвоночнике. Медицинские экзоскелеты это большой шаг в медицине и науке.
Купить экзоскелет недорого сегодня есть такая возможность! Представляем вам обзор экзоскелета ExoAtlet российского производства. Экзоскелеты могут применяться в рамках программы реабилитации, как в самих реабилитационных центрах, так и в домашних условиях при соответствующем медицинском контроле.
Вниманию реабилитационных центров и медицинских клиник с реабилитационными отделениями! C 1 января 2021 года в Стандарты оснащения включены Экзоскелеты для реабилитации пациентов, реабилитационные центры и отделения реабилитации в обязательном порядке должны быть дооснащены экзоскелетами! Вниманию пациентов, которые хотели бы использовать экзоскелет в личных целях в домашних условиях!
Возможность использования экзоскелета для каждого пациента определяется в индивидуальном порядке, с учетом истории заболевания и текущего состояния.
Хватает на восемь часов беспрерывной ходьбы. Разворот на месте происходит по команде инструктора, костюм сам переносит центр тяжести и дает команду мышцам. Экзоскелет весит под тридцать килограммов, но для параолимпийского чемпиона Виталия Данилова это не тяжесть, а наоборот фактор силы, ведь он снова может ходить. Хочется двигаться больше и больше", — заметил победитель паралимпийских игр Виталий Данилов. Инновационное решение этого прототипа в его модульности. Экзоскелет как трансформер принимает любую форму в зависимости от диагноза пациента. Широкий диапазон реабилитации — безусловный плюс экзоскелета.
Единственный минус — цена в пять, а то и шесть миллионов рублей. Такие прототипы, как правило, есть только у современных многопрофильных больниц.
Он спроектирован таким образом, что оператор не чувствует его веса и находится на нем. При столкновении с препятствием экзоскелет компенсирует удар не перенося его на владельца.
Экзоскелет при переломе нижней челюсти[ править править код ] Экзоскелет нижней челюсти. Данное устройство [15] впервые предоставляет пациенту не только двигательную активность нижней челюсти, но и компенсирует патологические силы, возникающие вследствие использования аппарата внешней фиксации отломков костей [16] [17]. Экзоскелет нижней челюсти на YouTube Экзоскелеты для МЧС[ править править код ] Модификации экзоскелетов, а также отдельные их модели, могут оказывать значительную помощь спасателям при разборах завалов рухнувших зданий. При этом экзоскелет может защитить спасателя от падения обломков.
Проблема с источниками энергии[ править править код ] В наше время большой преградой для начала постройки полноценных экзоскелетов является отсутствие подходящих источников энергии, которые могли бы в течение длительного времени позволить машине работать автономно. Погрузчик-экзоскелет[ править править код ] В 1960-е гг. Рабочие примеры экзоскелетов были построены, но широкое применение таких моделей пока невозможно. По заявлениям прессы, машина удачно спроектирована но, из-за отсутствия аккумуляторов достаточной ёмкости, демонстрацию пришлось проводить в режиме работы от сети ролик с демонстрацией есть на YouTube [19].
Курск и компанией «Экзомед» [20] Курск. Промышленный экзоскелет нижних конечностей AE предназначен для подъема, переноса и удержания грузов, а также для выполнения работ, связанных с длительным нахождением в статичном состоянии, применяется для профилактики травматизма на производстве и способствует повышению производственной эффективности [21] [22]. Оснащен интеллектуальной системой управления электроприводами и набором бортовых датчиков, анализирующих окружающую обстановку, параметры пользователя и груза. Экзоскелет рассчитан на операторов ростом от 160 до 195 см, а также включает в себя бортовой компьютер, позволяющий в реальном времени отслеживать уровень загазованности окружающего воздуха, температуру воздуха, освещенность, режим работы пользователя и другие параметры.
Все данные выводятся на мобильное устройство и могут передаваться в корпоративную сеть [23]. Опытная партия в настоящий момент проходит тестирования на предприятиях. Enforcer - активный экзоскелет для разгрузки при поднятии, переносе и удержании грузов на высоте от 0 до 1. ExoHeaver Lowebacker — пассивный экзоскелет мягкого типа, предназначенный для разгрузки спины при грузоподъемных, складских и транспортных работах [24].
Предназначен для работы с грузами весом до 25 кг, и может быть оснащен системой датчиков для интеграции в систему «умный рабочий». ExoHeaver Holdupper — пассивный экзоскелет, имеющий механизм параллельной кинематики, предназначенный для разгрузки верхних конечностей пользователя при работе с тяжелым инструментом или грузом весом до 20 кг.
Что такое экзоскелет Экзоскелет — это технологический механизм, предназначенный для восполнения утраченных функций человека, а также для усиления его мышечных способностей. Современные модели способны увеличить силу в несколько раз или дарить радость движения почти парализованному человеку. Они применяются во многих сферах на производстве, в медицине и в военной сфере. Но обо всем по порядку. История создания экзоскелетов Первый механизм экзоскелета был спроектирован российским изобретателем-самоучкой Николаем Фердинандовичем Ягном еще в 1889 году. Аппарат, получивший название «эластипед», представлял собой систему пружин и поршней, которая крепилась к человеку с помощью эластичных ремней. По задумке Ягна, при сгибании конечностей во время ходьбы пружины должны были аккумулировать энергию и придавать телу дополнительный импульс. Источник: Wikipedia Однако из-за технических ограничений того времени, а также недостатка опыта проект Ягна так и остался на чертежах, а сам ученый довольно быстро переключил свое внимание на разработку изобретений в сфере воздухоплавания и подводных аппаратов.
Первый прототип экзоскелета, который был воплощен «в железе», создали только в 1960-е годы. Механизм мог поднимать груз весом 110 кг при усилии всего 4,5 кг, однако был непрактичным из-за своей значительной массы в 680 кг. Кроме того, во время экспериментов инженерам никак не удавалось совладать с неконтролируемыми движениями экзоскелета, поэтому они так и не решились облачать в него человека, и в конце концов проект пришлось закрыть. Источник: Wikipedia Позднее было еще несколько разработок, но свое бурное развитие экзоскелеты получили только в начале 21 века. Одним из первых реальных применений подобных устройств стала реабилитация ходьбы у пациентов с инсультом и травмами спинного мозга. Ранним примером стал экзоскелет компании Lokomat. Устройство было создано в 2001 году и до сих пор используется в больницах и реабилитационных центрах по всему миру. Источник: Аппарат для реабилитации Lokomat. YouTube канал: Motion Project Foundation Параллельно велась разработка нескольких моделей для промышленного использования. Первые такие пассивные системы без приводов были представлены в 2014 году.
Сегодня разработкой экзокостюмов занимаются несколько исследовательских лабораторий по всему миру, а их применение охватывает множество сфер: медицины, армии, спорта, судостроения и т. Типы экзоскелетов по принципу действия Активные Активный экзоскелет — это механизм, который оснащен дополнительным источником энергии. Одним из успешных примеров активного экзоскелета является ReWalk. Бионический экзоскелет позволяет людям с параплегией стоять, ходить и подниматься по лестнице без посторонней помощи. Система весит около 23,3 кг и работает от аккумулятора, который находится в рюкзаке. Модель управляется при помощи дистанционного пульта, который надевается на запястье и распознает движения пользователя с помощью датчиков. Источник: YouTube канал: ReWalk Robotics Пассивные Пассивные модели работают преимущественно за счет использования рычагов и противовеса и не предполагают наличие приводов.
Мишустину в Норильске показали экзоскелет для рабочих
Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. Сообщается, что экзоскелеты для медицинских работников, выполняющих длительные операции, являются настоящим спасением, учитывая огромную нагрузку на опорно-двигательную систему при длительном стоянии. Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем.
Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности
| Экзоскелет в Москве: индивидуальный подбор |Юсуповская больница | Экзоскелеты подарили возможность двигаться тысячам пациентов. Сегодня среди них ветераны СВО, которые теперь сами участвуют в разработке конструкции. |
| Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1 / Гаджеты / iXBT Live | Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. |
| Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить | Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. |
| В России создан «растущий» вместе с ребенком экзоскелет | Новости науки | Известия | 08.12.2022 | Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. |
| Экзоскелеты: что это и где их применяют | РБК Тренды | Когда мы слышим слово экзоскелет перед глазами неизменно встаёт образ Роберта Дауни Мл., облачённого в пурпурно-золотую броню Железного человека, взмывающего в облака и разбрасывающего врагов человечества направо и налево. |
В России начинается выпуск дешевых промышленных экзоскелетов
| Homo Extensis. Расширяя возможности человека или как совместить человека и робота / Хабр | Все новости по ключевому слову "экзоскелет" на сайте «Городские вести» (всего 22 публикаций). |
| Экзоскелеты и их применение | Экзоскелеты подарили возможность двигаться тысячам пациентов. Сегодня среди них ветераны СВО, которые теперь сами участвуют в разработке конструкции. |
| Экзоскелеты будущего, медицинские, военные | В 2020 году, по данным Международной федерации робототехники (IFR), рынок экзоскелетов составлял 11,2 тыс. штук ($100,5 млн), в 2023-м ожидается его прирост до 20 тыс. ($272 млн). |
Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее
Как создать гибкие в работе суставы? Как обнаружить и контролировать ложные движения? Как уменьшить вес компонентов таким образом, чтобы экзоскелет можно было носить в течение длительного времени? Как их настраивать под конкретного пользователя? На данный момент это требует серьезных усилий со стороны пользователя - обычным пациентам необходимо от 20 до 70 сеансов, чтобы научиться использовать существующие носимые роботизированные экзоскелеты. Тем не менее, у этих мобильных систем есть потенциал в том, чтобы вернуть парализованным чувство движения, помочь врачам во время долгих часов хирургического вмешательства или даже удержать пенсионеров дольше на рабочих местах, требующих тяжелого физического труда. Помощь парализованным людям Компания Ekso Bionics, пионер в области робототехнических экзоскелетов, совместно Калифорнийским университетом в Беркли разработала экзоскелет, возвращающей движение людям с ослабленными конечностями и пациентам с параличом нижней части тела. Это легкий по весу и простой в обращении экзоскелет на подвижной алюминиевой раме, который объединен с неинвазивной системой стимуляции спинного мозга. Пользователь надежно закрепляет его застежками на лодыжках, голенях, бедрах, на тазе и на груди и может снова ходить, используя собственные ноги и одновременно пользуясь поддержкой экзоскелета. Сегодня эти роботизированные устройства используются лицами с различной степенью паралича, вызванного разными причинами, а также рабочими в различных отраслях промышленности в целях повышения силы и выносливости.
Последняя версия экзоскелета EksoNR воссоздает естественное движение ног и помогает пациентам заново научиться ходить, сидеть и делать все то, что они делали раньше. Новая модель отличается оптимизированной походкой, которая более естественна и лучше подходит для каждого пациента, она оснащена новым контроллером EksoView с сенсорным интерфейсом для врачей, а также множеством аналитических инструментов для мониторинга эффективности и настройки терапии в режиме реального времени. Похожий по своим размерам на крупный смартфон, EksoView обеспечивает визуализацию различных упражнений, помимо тренировки походки, таких как балансировка, приседание с сидячего положения, подъем одной ноги или стояние на месте, для активного вовлечения пациентов и расширения использования этих полезных функций. Оптимизированное программное обеспечение обеспечивает симметрию походки и обратную связь по позе и позволяет терапевтам отслеживать прогресс пациента с помощью облачного аналитического решения. Еще одна замечательная компания - израильская компания ReWalk Robotics. Ее основателем стал доктор Амит Гоффер, который начал свои разработки в 2001 году после несчастного случая, изменившего его жизнь и сделавшего его парализованным. Он стал автором изобретения и инициатором разработки экзоскелета ReWalk Robotics, позволяющего снова ходить людям с параличом нижних конечностей.
Задачи экзоскелета могут быть медицинскими и промышленными: восстановление функции ходьбы после тяжелых травм; помощь в движении детям с ДЦП, различными нервными заболеваниями; распределение нагрузки при переносе тяжестей в рабочих условиях. Строение и функции Здесь нужно уточнить, чем отличается пассивный экзоскелет от активного: Пассивный — это некоторое механическое устройс тво, надеваемое сверху на человека, «exo» — это внешний, «скелет» — выполнение скелетной функции. Активные скелеты предполагают обязательно наличие различных приводов. В каких они суставах будут стоять, это уже зависит от решаемых задач. И по этой причине они могут иметь разные конструкции. Содержал привод колено, привод бедра, аккумуляторы. Естественно, главный контроллер, который обрабатывал всю информацию, которая собирается сенсорной системой», — поясняет спикер.
Поврежденную руку ранее прооперировали военврачи. Теперь задача - восстановить подвижность. В Волгограде специалисты соберут персональный экзоскелет верхней конечности. Едва приехав в Волгоград, Юнус знакомится с докторами, которые теперь займутся его рукой. Кисть работает. Да, пока кисть ослаблена. Чтобы натренировать мышцы конечности, должны заработать ее суставы. Но сама рука после осколочного ранения по-настоящему не слушается. На вооружении волгоградских специалистов - инновационные технологии. В реабилитации поможет экзоскелет. Свежее ранение впервые. Прошло всего два месяца. Юнус - уроженец Дагестана. После срочной службы два года назад подписал контракт.
Используются также для восстановления утраченной мышечной активности человека после травм или операций, для восстановления подвижности людей с ограниченной мобильностью, для предупреждения травм при заболеваниях типа остеопароза и т. Экзоскелеты, как правило, повторяют биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях, а также могут повышать защищенность человека от внешних воздействий. В системе человек-экзоскелет часть функций, например, поддержание равновесия, остается за человеком, тогда как тяжесть груза или большие усилия ложатся на механизм экзоскелета. По назначению различают военные, медицинские, промышленные экзоскелеты и экзоскелеты для пожилых, для туристов, альпинистов и т.